Технологическая схема устройство железобетонной трубы. Монтаж сборных железобетонных, металлических гофрированных труб

Отдельные звенья сборных железобетонных водопропускных труб изготавливают на заводах или полигонах и доставляют к месту монтажа железнодорожным или автомобильным транспортом. При перевозке звенья могут устанавливаться как в горизонтальном, так и в вертикальном положении. В первом случае раскрепление звеньев производится очень тщательно (особенно круглых труб), но при этом упрощаются погрузочно-разгрузочные работы. Перевозка в вертикальном положении более безопасна, однако требует дополнительных операций по переворачиванию звеньев при их погрузке и выгрузке, что должно производиться очень аккуратно во избежание повреждения звеньев.

Разработку котлованов под фундаменты труб выполняют механизированным способом экскаваторами с вместимостью ковша 0,35 м 3 при ширине котлована до 3 м и бульдозерами при более широких котлованах и при отсутствии грунтовых вод.

Блоки сборных фундаментов укладывают на гравийно-песчаную подготовку последовательно, начиная со стороны выходного оголовка. Бетонирование монолитных фундаментов производят без перерыва на всю высоту каждой секции, уплотняя бетон вибрированием. Деформационные швы устраивают, устанавливая в необходимых местах деревянные щиты. Поверхность щитов для предотвращения сцепления с бетоном смазывается солидолом.

Сборка труб (рис. 9.21) начинается с установки открылков выходного оголовка, после чего производится последовательная установка кранами звеньев трубы в направлении входного оголовка. При этом между торцами смежных блоков оставляется зазор, предусматриваемый проектом.

Рис. 9.21 - Схема монтажа железобетонной трубы: 1 - блок трубы, подаваемый к месту установки; 2 - кран; 3 - смонтированная часть трубы; 4 - блок трубы, подготовленный к монтажу

Прямоугольные блоки устанавливают на фундамент на цементный раствор, выравнивая положение звеньев с помощью деревянных клиньев. При монтаже звеньев круглых труб их плотное опирание на фундамент обеспечивается использованием лекальных блоков, имеющих криволинейную верхнюю поверхность, или укладкой звеньев на подушку из пластичной свежеуложенной бетонной смеси. Положение звеньев труб при их укладке на лекальные блоки регулируют деревянными клиньями, тщательно заполняя затем зазор между звеньями трубы и блоками цементным раствором.

Швы между звеньями после окончания монтажа заполняются паклей, пропитанной битумом, или резиновыми жгутами. Все наружные поверхности грубы, соприкасающиеся с грунтом насыпи, покрываются обмазочной гидроизоляцией, а швы между блоками зачеканиваются полимерными герметиками или цементным раствором.

После окончания монтажа и нанесения гидроизоляции производится засыпка труб тем же грунтом, из которого отсыпается насыпь. Засыпку труб производят на всю ширину насыпи равномерно и одновременно с двух сторон звеньев слоями толщиной 0,15-0,20 м с тщательным уплотнением. Высота засыпки над трубой должна быть не менее 2 м, а при низких насыпях доходить до проектной отметки земляного полотна. При засыпке особенно тщательно заполняют пазухи (нижние четверти) круглых труб, не допуская попадания в грунт, которым производят отсыпку крупных камней и валунов. Если работы по заполнению пазух будут выполнены недостаточно качественно, возможна деформация трубы с взаимным смещением звеньев, а также повреждения (поломки) отдельных звеньев.

Сооружение металлических гофрированных труб

Металлические гофрированные трубы являются конструкциями, работающими совместно с окружающим их земляным массивом насыпи. При песчаных грунтах труба укладывается непосредственно на грунт основания, при других грунтах устраивается подушка из песчано-гравийной смеси. Отсутствие фундамента значительно снижает трудоемкость и стоимость их сооружения по сравнению с железобетонными.

Металлические трубы собирают на болтах из отдельных элементов, изготавливаемых на специализированных заводах из плоских гофрированных листов, изгибая их по радиусу трубы и устраивая по краям отверстия для болтов.

Стыки элементов труб устраивают внахлестку с использованием шайб специальной формы с цилиндрическими опорными поверхностями, обеспечивающими плотное прилегание шайб к поверхностям гребней и впадин гофров. Монтаж трубы производят на спланированном ложе на месте ее установки. Можно собрать трубу рядом, а затем перекаткой установить на место.

Для защиты от коррозии все элементы труб оцинковывают в заводских условиях. Для дополнительной защиты конструкции при расположении ее в агрессивной среде, например на болоте, на наружную и внутреннюю поверхности трубы наносят защитное битумное покрытие на основе битумно-резиновых мастик.

Важным условием надежной и долговечной работы металлических труб является их качественная и правильная засыпка. При этом предотвращаются недопустимые деформации трубы и обеспечивается совместная работа трубы и грунта. Засыпают трубу послойной укладкой и тщательным уплотнением грунта симметрично с обеих сторон трубы. Толщина слоев составляет 0,15-0,20 м, а степень уплотнения грунта должна обеспечивать не менее 95% его стандартной плотности. Отсыпку грунта производят самосвалами, бульдозерами, драглайнами, а уплотнение - колесами транспортных и грунтоуплотняющих машин. Непосредственно у трубы грунт уплотняют механизированным инструментом - электро- и пневмотрамбовками. Проезд транспортных средств над трубой допускается при толщине засыпки над верхом трубы не менее 0,5 м.

Входных и выходных обустройств (оголовков) при использовании металлических гофрированных труб не делают, ограничиваясь укреплением откосов насыпи и основания у входа и выхода трубы камнем, бетонными плитами или другими способами.

После возведения насыпи над трубой и стабилизации осадок и деформаций внутри трубы в пределах не менее 120° нижней поверхности устраивают лоток. Лоток может быть асфальтобетонным и цементобетонным. Особенно эффективны лотки с использованием полимерцементобетонов. Лотки устраивают непосредственно повех изоляционного покрытия трубы.

Железобетонные трубы часто используются для прокладки канализационных и сточных трубопроводов. В отличие от стальных труб, железобетонное изделие проявляет коррозийную устойчивость, способно сохранять внутреннюю гладкую поверхность в течение длительного времени, является диэлектриком и содержит малое количество металла, что значительно снижает стоимость продукции долговечной в эксплуатации.

Монтаж железобетонных труб начинается с доставки продукции на место укладки и раскладка изделий вдоль траншеи. После следует их подача непосредственно к месту укладки. Обычно доставка осуществляется с помощью железнодорожного транспорта до места складирования. Затем на мощных тягачах, которые оборудованы специализированными прицепами, трубы перевозят непосредственно на место укладки.

В самом начале, перед тем как уложить железобетонную трубу, возводится бетонный упор для обеспечения устойчивого положения первым трубам при их состыковке. Перед монтажом отмечают на гладком конце изделия расстояние, на которое будет заведена труба в раструб ранее уложенной части трубопровода. Опуская кранами в траншею, изделия из железобетона укладывают на заранее подготовленное основание. На конец втулки трубы устанавливают резиновое кольцо, после чего железобетонное изделие вводится в раструб уже установленной трубы. Затем производят проверку правильности установки.

После укладки железобетонной трубы производят заделку стыка. Раструбные стыковые соединения труб без резинового кольца заделываются битуминизированной или смоляной пеньковой прядью в сочетании с асбестоцементом. Так же применяется мастики-герметики, которые обеспечивают водонепроницаемость, прочность и эластичность соединения стыка. Фальцевые трубы заделываются цементно-песчаным раствором, битумно-резиновыми прокладками, асфальтовой мастикой и другими материалами. В качестве противоморозной добавки для смесей, которые используются для заделки стыка соединений, используют хлористый натрий, нитрит натрия, поташ и хлористый кальций.

Готовый не засыпанный участок подвергают предварительному испытанию. Если же диаметр трубы довольно большой, подвергаются испытанию только стыковые соединения. После завершения всех этапов монтажа производится засыпка данного участка трубопровода. Затем следует окончательное испытание.

Монтаж железобетонного трубопровода осуществляется с помощью стрелкового крана, который устанавливается посередине трубы, которая подлежит укладке. Железобетонная труба захватывается стропами, и подается раструбами вперед по ходу ведения монтажа трубопровода. Важно придерживаться обязательного условия - нужно подавать трубы против течения жидкости.

Бетонные и железобетонные трубы укладывают на естественное или искусственное основание. Стыки напорных труб (раструбные или муфтовые) заделывают резиновыми уплотнительными кольцами, а безнапорных (раструбные или фальцевые) - смоляной или битумизированной прядью, асбестоцементным или цементным замком, а также асфальтовой мастикой. Перед укладкой труб в траншею их так же, как и муфты, в ходе приемки подвергают наружному осмотру для выявления дефектов и проверки размеров.

Бетонные и железобетонные трубы раскладывают вдоль траншеи различными способами (перпендикулярно к траншее, под углом и др.), выбор которых зависит от типа и грузоподъемности применяемых монтажных кранов.

Монтаж напорных трубопроводов. Напорные трубопроводы монтируют из раструбных и гладких железобетонных напорных труб на муфтовых соединениях, что вносит разнообразие в технологию работ по их прокладке.

Монтаж трубопроводов из раструбных труб ведут в такой последовательности: доставка труб и раскладка их вдоль траншеи, подача их на место укладки, подготовка конца трубы и установка на него резинового кольца; введение его вместе с кольцом в раструб ранее уложенной трубы; придание уложенной трубе проектного положения - окончательная заделка стыка; предварительное испытание готового не засыпанного участка трубопровода (а при трубах больших диаметров только стыковых соединений); засыпка этого участка; окончательное его испытание.

Монтаж труб ведут стреловыми кранами, причем трубы с бермы траншеи подают раструбами вперед по ходу монтажа и обязательно против течения жидкости. Перед укладкой первой трубы в начале трассы устанавливают бетонный упор, обеспечивающий устойчивое положение первым двум-трем трубам при их соединении в раструб. Рекомендуемая схема расстановки механизмов, рабочих-монтажников и раскладки труб при монтаже трубопроводов показана на рис. 4, а. При укладке трубы вначале по шаблону отмечают на ее гладком конце глубину заводки его в раструб уложенной трубы. Установив кран посередине укладываемой трубы и застропив ее полуавтоматическим захватом (рис 4, г, в, д) или с помощью стропов, либо траверсы, трубу подают в траншею (рис. 4, д, е).

Рис.4- Основные рабочие операции при монтаже трубопровода из железобетонных раструбных труб: а -- общая схема организации работ (Т -1, Т -2, Т -3, Т -4, Т -5 -- рабочие места трубоукладчиков); б -- разметка гладкого (втулочного) конца трубы шаблоном; а, г -- строповка трубы и опускание ее в траншею с помощью клещевого захвата; д -- введение гладкого конца трубы в раструб; е -- выверка положения трубы в плане по вешкам; ж -- центрирование трубы; з -- инвентарная вешка с отвесом; и -- натяжное устройство; 1 -- трубы; 2 -- кран; 3 -- траншея; 4 -- клещевой захват; 5 -- уложенная раструбная труба; 6 -- укладываемая труба; 7 -- приямки; 8 -- лестница; 9 -- неподвижные визирки; 10 -- переносная (ходовая) визирка; 11 -- инвентарные вешки; 12 -- натяжной винт; 13 -- балка; 14 -- тяга;15 -- распорка

На высоте 0,5 м от ее дна опускание трубы приостанавливают и на гладкий конец ее надевают резиновое кольцо, после чего заводят ее в раструб ранее уложенной трубы и опускают на подготовленное основание. При этом особое внимание уделяют центрированию втулочного конца вводимой трубы с резиновым кольцом относительно заходной фаски раструба ранее уложенной трубы.

Для выверки положения укладываемой трубы на ее лоток опирают ходовую визирку и затем следят, чтобы верх этой визирки находился на обшей линии визирования с двумя неподвижными визирками на обносках (рис. 4, е, ж). После выверки трубы по вертикали с нее снимают захват, освобождают кран для монтажа следующей трубы и приступают к выверке положения трубы в плане. С этой целью устанавливают по отвесу инвентарные вешки (рис. 4, з): одну из них на конец укладываемой трубы, а другую - на ранее уложенную. По установленной в колодце или на смонтированном участке трубопровода неподвижной вешке проверяют правильность укладки трубы в плане (рис. 4, е). При необходимости ее смещают в нужную сторону.

В заключение с помощью натяжного приспособления (рис. 4, и) вводят гладкий конец трубы в раструб ранее уложенной, следя при этом за равномерностью закатывания резинового кольца в раструбную шель, При этом нельзя допускать, чтобы торец втулочного конца был задвинут в раструб до полного упора; между ними должен быть оставлен зазор (для чего и делается разметка), причем для труб диаметром до 1000 мм - величиной 15 мм, а для труб больших диаметров - 20 мм. Соединив трубы, снимают натяжное приспособление и подбивают трубу с боков грунтом на высоту 1/4 ее диаметра с послойным его уплотнением ручными трамбовками.

Рис.5 - Способы монтажа раструбных напорных железобетонных труб и применяемые для этого приспособления: 1 - уложенная и укладываемая труба; 2 - полухомут; 3 - резиновое кольцо; 4 - трос; 5,6 - упорная и рабочая балки; 7 - натяжной винт; 8 - фрикционно-храповое устройство; 9 - шарнирный хомут; 10 - регулировочные винты; 11,12 - опорная и подвижная крепстовины; 13 - трещотка; 14 - бетонный упор; 15 - гидроцилиндры; 16 - маслопровод; 17 - насос; 18 - кран-трубоукладчик; 19 - раструб; 20 - рычажная лебёдка; 21 - блоки; 22 - трос к лебёдке; 23 - упорный брус; 24 - бульдозер или трактор; 25 - ковш экскаватора; 26,29 - съёмный и ремонтный хомуты; 27 - опорная обойма; 28 - толкатель; 30 - ремонтно-резиновое кольцо; 31 - болты; 32 - траверса; 33 - рычаги; 34 - пластина; 35 - зажимные колодки; 36 - захват для труб; 37 - крюк

При монтаже трубопроводов из раструбных железобетонных труб наиболее трудоемкой операцией является введение втулочного конца трубы с резиновым кольцом в раструб ранее уложенной. Для облегчения ее применяют различные приспособления, устройства и механизмы. В частности, используют двух-трехтросовые наружные натяжные приспособления (рис. 5, а, б), реечные и гидравлические домкраты (рис. 5, в), внутренние натяжные приспособления, рычажные и шестеренчатые лебедки (рис. 5, г, д), бульдозеры и экскаваторы (рис. 5, е, ж).

Для монтажа труб диаметром 500, 700, 900 мм применяют также универсальное гидравлическое приспособление (рис. 5, и), которое закрепляют на трубе, а затем вместе с нею опускают в траншею. Проверив точность центрирования трубы и правильность расположения резинового кольца, трубу под действием хода гидроцилиндра стыкуют с трубопроводом.

При выборе способа монтажа труб учитывают наличие необходимого оборудования и механизмов, а также условия строительства трубопровода. Монтаж труб с помощью бульдозера (рис. 5, е) может производиться в том случае, если бульдозер используется при планировке (зачистке) дна траншеи, т.е. когда совмещаются эти две операции. Монтаж труб диаметром 1000--1200 мм в траншеях шириной по дну 2,2 м осуществляют с помощью бульдозера Д-159Б (рис.6). Для монтажа труб небольших диаметров (до 500 мм) трестом Центроспецстрой изготовлен малогабаритный бульдозер на базе трактора Т-548 с шириной отвала 1,25 м. Способ монтажа трубопровода с помощью внутреннего натяжного устройства рекомендуется применять для труб диаметром 800 мм и более.

Рис.6 - Монтаж железобетонных труб диаметром 1000--1200 мм с помощью бульдозера: 1, 2 --уложенная и укладываемая трубы; 3 --бульдозер Д -159 Б; 4 -- монтажный кран (Э -652 Б); 5 -- раскладка труб

Монтаж трубопровода с помощью ковша экскаватора (см. рис. 5, ж) ведут при прокладке труб в водонасыщенных грунтах или в стесненных городских условиях строительства, когда траншею отрывают по мере прокладки труб, и экскаватор, расположенный рядом, используется для их монтажа поворотом ковша.

Применяемые средства механизации монтажа железобетонных и бетонных трубопроводов зависят в основном от типа стыкового соединения и диаметра труб. Тип стыкового соединения определяет технические требования к монтажному оборудованию, а диаметр труб и размеры траншеи -- возможные схемы размещения монтажного оборудования и вытекающие отсюда технологические схемы производства монтажных работ.

Основными техническими требованиями к оборудованию для монтажа труб на резиновых уплотнительных кольцах являются: обеспечение соосности труб и создание необходимого осевого усилия для их стыковки. При монтаже труб с раструбно-винтовым соединением дополнительно нужно обеспечить завинчивание укладываемой трубы в ранее уложенную. Для монтажа труб с зачеканкой стыковых соединений следует обеспечить механизированное уплотнение волокнистых материалов в раструбной щели.

Монтаж бетонных и железобетонных труб в настоящее время ведут в основном по двум технологическим схемам. При первой применяют навесное оборудование к крану-трубоукладчику для выполнения всех операций: захвата трубы на берме и ее спуска на дно траншеи, центровки укладываемой трубы к уложенному участку трубопровода и стыковки труб. Вторая схема предусматривает выполнение центровочных и стыковочных операций перемещающейся по дну траншеи базовой машиной с соответствующим оборудованием. Каждая из этих схем имеет свои области применения, обусловленные длиной и диаметром труб и шириной траншеи.

Существующие методы монтажа железобетонных труб (особенно больших диаметров 1000, 1200 мм) не обеспечивают точной соосности при монтаже укладываемой и ранее уложенной трубы. Обычно укладываемую трубу поддерживают на весу грузоподъемным механизмом, а другим механизмом (трактором, экскаватором) создают продольное усилие, обеспечивающее ввод гладкого конца в раструб уложенной трубы. При этом, как показывает опыт, очень сложно обеспечить в стыке одинаковый кольцевой зазор между поверхностью гладкого конца трубы и внутренней поверхностью раструба, из-за чего резиновое кольцо, находящееся в этом зазоре, защемлено не одинаково по периметру труб. Поэтому резиновое кольцо не перекатывается равномерно по мере входа в раструб, а иногда перекручивается что недопустимо. Сложно также обеспечить необходимый зазор в стыке между трубами, так как сдвигание трубы происходит до соприкосновения их в раструбе, часто без какого-либо контроля.

Рис.7- Схемы навесного устройства для монтажа железобетонных труб на резиновых ушютнительных кольцах (а), навесного оборудования для монтажа труб с раструбно-винтовым соединением (б) и траншейной машины для монтажа раструбных труб (в): 1 -- упор - фиксатор; 2 -- фиксаторы трубы; 3, 9 -- гидроцилиндры; 4 -- траверса; 5 -- скоба; 6 -- втулка направляющая; 7 -- шток; 8 -- труба, ранее уложенная; 10 -- захваты; 11 -- труба укладываемая; 12 -- фиксатор клиновой; 13 -- рама; 14 -- привод вращения и осевой подачи трубы; 15 -- роликовые захваты; 16 -- захват ранее уложенной трубы; 17 -- труботолкающая поперечная балка на горизонтальной раме; 18 -- грейферный ковш лриямкокопателя; 19 -- наклонная стрела приямкокопателя; 20 -- плужный ложекопатель; 21 -- дорожные уплотнители; 22 -- ложе; 23 -- приямок; 24 -- окно для пропуска ковша в забой; 25 -- пассивный боковой рассеиватель; 26 -- отвал

Навесное оборудование для механизированного монтажа железобетонных труб, исключающее указанные недостатки, разработано Тульским политехническим институтом совместно с трестом Тула-спецстрой и другими организациями. Такое навесное оборудование (рис 7, а) для монтажа железобетонных напорных труб на резиновых уплотнительных кольцах конструктивно выполнено в виде грузо- несущей балки с подвеской к крюку крана-трубоукладчика. На балке размещены два захвата укладываемой трубы, захват ранее уложенной и привод горизонтальной подачи укладываемой трубы. Устройство имеет простую конструкцию и надежно в работе.

Гидропривод осуществляется от гидросистемы крана-трубоукладчика и рассчитан на давление до 10 МПа. При этом усилие в гидроцилиндре стыковки достигает 95000 Н. Из-за большой разницы в массе труб различных диаметров разработаны четыре варианта такого навесного оборудования: для труб диаметром 500; 600 и 700; 800 и 1000; 1200-1400 мм, а переналадку с одного диаметра на другой в каждом варианте производят с помощью сменных деталей. Масса навесного оборудования для труб с диаметром 1200 мм, представленного на рис. 19.9, а, составляет 900 кг.

Для монтажа труб диаметром 900 мм Ярославским институтом ПТИОМЭС разработано навесное оборудование к крану-трубоукладчику ТГ-124. Его длина 5600, ширина и высота 1640 мм. масса 940 кг.

Для механизации монтажа железобетонных напорных труб со стальным сердечником типа РТНС разработано навесное оборудование, включающее неподвижную и подвижную рамы. В неподвижной раме установлен гидроцилиндр, шток которого связан с кулачковой штангой, воздействующей при перемещении штока на все механизмы оборудования. На подвижной раме жестко закреплен упор-захват, за которым расположен механизм с клещевым захватом.

Для монтажа железобетонных безнапорных труб с раструбно-вин- товым соединением разработано специальное навесное оборудование (рис. 7, б), которое состоит из рамы, роликовых захватов укладываемой трубы, захвата ранее уложенной трубы. К раме жестко прикреплены упоры, сопрягаемые с раструбом и втулочной частью уложенной трубы.

Краном-трубоукладчиком навесное оборудование подводят к укладываемой трубе и фиксируют ее в роликовых захватах. Затем навесное оборудование с трубой перемещают и опускают в траншею, подводят к ранее уложенной трубе, которую фиксируют захватом. С помощью привода вращения и осевой подачи производят ввинчивание укладываемой трубы в раструб ранее уложенной.

Для механизированной зачеканки раструбных труб волокнистыми материалами используют специальное устройство, которое содержит съемный узел зачеканки, состоящий из чеканов в виде лепестков, присоединенных к трехсекционному роликовому колесу, жестко закрепленному на трехсекционном корпусе. Корпус вращается на роликах трехсекционного захвата. Для осуществления зачеканки съемный узел устанавливают на навесном оборудовании. Перед монтажом на трубу перед лепестками укладывают прядь пеньки или другого волокнистого материала. После опускания в траншею с помощью гидроцилиндров торец трубы вводят на требуемое расстояние в раструб ранее уложенной. Включают гидромотор, лепестки начинают вращаться, одновременно поступательно вводятся в раструбную щель и производят вращательным движением зачеканку волокнистого материала.

Трестом Спецтяжтрансстрой разработано устройство для механизированной заделки стыков раструбных труб большого диаметра. В этом устройстве чеканочная втулка снабжена вибровозбудителями, что обеспечивает повышенное качество запрессовки волокнистого материала в раструбную щель соединяемых труб.

Конструктивная схема специальной траншейной машины для монтажа раструбных труб приведена на рис. 7, в. Машина включает базовый трактор с подвешенной впереди него труботолкающей поперечной балкой и размещенными на противоположных торцевых сторонах плужным ложекопателем и приямкокопателем, выполненным в виде продольно наклоненной стрелы и свободно подвешенного к ее оголовку грейферного ковша.

Основные требования, предъявляемые к качеству монтажа железобетонных трубопроводов: в процессе стыковки необходимо проверять равномерность размещения резинового кольца и его закатывания. Если наблюдается в некоторой части окружности отставание необходимо «припудрить» в этом месте кольцо цементом, исключить дальнейшее неравномерное закатывание кольца.

Кольца в щели раструбных и муфтовых соединений должны быть обжаты на 40-50 % толщины их сечений. Нельзя допускать их перекручивания. При нарушении герметичности (водонепроницаемости) стыков их ремонтируют, для чего устанавливают дополнительные резиновые кольца или их отрезки на дефектное место с помощью специального съемного хомута (см, рис. 5, з).

Монтаж трубопроводов с муфтовыми стыковыми соединениями. После центровки и проверки правильности укладки труб по шнуру, отвесу и визирке на концах соединяемых труб делают разметку рисками, определяющими начальное положение резиновых колец, расстояния а и б При монтаже труб муфту устанавливают в исходное положение так, чтобы ее торец с рабочей стороны совпадал с нанесенной на трубе риской. Резиновое кольцо размещают около рабочего кольца муфты, которое затем с помощью конопатки вводят а коническую щель муфты заподлицо с ее торцом. Одновременно на вторую трубу надевают другое резиновое кольцо, размещая его на расстоянии б от ее торца.

Далее с помощью монтажных приспособлений муфту продвигают в сторону стыкуемой трубы с одновременным закатыванием первого резинового кольца. По достижении муфтой на второй трубе риски б от ее торца в щель муфты вводят второе резиновое кольцо, благодаря чему обеспечивается необходимое конечное положение резиновых колец в стыке и его водонепроницаемость. Последовательность монтажа стыков труб с применением безбуртовых и однобуртовых муфт показана на рис. 8.

Расстояние а, б и их фиксирующие конечное положение муфты и резиновых колец расстояния в, г, д приведены в табл. 1.

Безнапорные раструбные и муфтовые трубы соединяют с зазором между гладким концом трубы и поверхностью раструба, равным 10 и 15 мм для труб диаметром соответственно 700 и более 700 мм. Монтаж безнапорных трубопроводов из раструбных и муфтовых труб с уплотнением резиновыми кольцами ведут теми же методами, что и напорных. Заделку стыков пеньковой прядью производят путем конопатки раструба на половину его глубины двумя-тремя витками просмоленной или битуминизированной пеньковой пряди с запеканкой асбестоцементной смесью (30 % асбеста, 70 % цемента).

Монтаж трубопровода из фальцевых безнапорных труб сопряжен с необходимостью заделки фальцевых стыков. Стыки труб диаметром более 1000 мм заделывают по всему периметру пеньковой прядью и затирают цементным раствором состава 1: 1 с устройством снаружи пояса из этого раствора.

Монтаж труб краном с помощью монтажной скобы ведут в такой последовательности: размечают положение трубы на основании; стропуют трубу и опускают ее в траншею; укладывают трубу на основание и выверяют ее положение; конопатят смоляной прядью и заделывают цементным раствором; обертывают стык арматурной сеткой и смоноличивают его. Стыки труб диаметром 2000-4000 мм, укладываемых на бетонное и железобетонное основание, заделывают торкретом по арматурной сетке.

Рис.8- Монтаж стыков труб с применением безбуртовых (а) и однобуртовых (б) муфт: I -- первая стадия монтажа и начальное положение первого резинового кольца; II -- вторая стадия и начальное положение второго резинового кольца; III -- конечное положение муфты и резиновых колец в смонтированном стыке

Таблица 1. Расстояния при разметке положения муфты и резиновых колец перед началом монтажа (а,б) и от торцов муфты до резиновых колец в смонтированном стыке (в,г,д) - см.рис. 9

	Расстояния, мм, от торца до отметки на конце трубы	Расстояние от резинового кольца
без бурта, а	с буртом, б	от торца муфты со стороны	до его начального положения, д
рабочей, в	нерабочей, г
Железобетонная: предварительно напряженная с металлической обечайкой
Асбестоцементная: без бурта

Бетонные и железобетонные трубы укладывают на естественное или искусственное основание. Стыки напорных труб (раструбные или муфтовые) заделывают резиновыми уплотнительными кольцами, а безнапорных (раструбные или фальцевые) - смоляной или битумизированной прядью, асбестоцементным или цементным замком, а также асфальтовой мастикой. Перед укладкой труб в траншею их так же, как и муфты, в ходе приемки подвергают наружному осмотру для выявления дефектов и проверки размеров.

Бетонные и железобетонные трубы раскладывают вдоль траншеи различными способами (перпендикулярно к траншее, под углом и др.), выбор которых зависит от типа и грузоподъемности применяемых монтажных кранов.

Монтаж напорных трубопроводов. Напорные трубопроводы монтируют из раструбных и гладких железобетонных напорных труб на муфтовых соединениях, что вносит разнообразие в технологию работ по их прокладке. Монтаж трубопроводов из раструбных труб ведут в такой

последовательности: доставка труб и раскладка их вдоль траншеи, подача их на место укладки, подготовка конца трубы и установка на него резинового кольца; введение его вместе с кольцом в раструб ранее уложенной трубы; придание уложенной трубе проектного положения; окончательная заделка стыка; предварительное испытание готового не засыпанного участка трубопровода (а при трубах больших диаметров только стыковых соединений); засыпка этого участка; окончательное его испытание. Монтаж труб ведут стреловыми кранами, причем трубы с бермы траншеи подают раструбами вперед по ходу монтажа и обязательно против течения жидкости. Перед укладкой первой трубы в начале трассы устанавливают бетонный упор, обеспечивающий устойчивое положение первым двум-трем трубам при их соединении в раструб.

Самая трудоемкая часть работы - соединения втулочного конца трубы с раструбом уже уложенной. Для точности необходимо сделать замеры, а для придания необходимой силы пользуются специальными приспособлениями и техникой.

Монтаж бетонных и железобетонных труб в настоящее время ведут в основном по двум технологическим схемам. При первой применяют навесное оборудование к крану-трубоукладчику для выполнения всех операций: захвата трубы на берме и ее спуска на дно траншеи центровки укладываемой трубы к уложенному участку трубопровода и стыковки труб. Вторая схема предусматривает выполнение центровочных и стыковочных операций перемещающейся по дну траншеи базовой машиной с соответствующим оборудованием. Каждая из этих схем имеет свои области применения, обусловленные длиной и диаметром труб и шириной траншеи.

съемного хомута (см. рис. 19.7, з).

Монтаж трубопроводов с муфтовыми стыковыми соединениями. После центровки и проверки правильности укладки труб по шнуру, отвесу и визирке на концах соединяемых труб делают разметку рисками, определяющими начальное положение резиновых колец, расстояния а и б.

При монтаже труб муфту устанавливают в исходное положение так, чтобы ее торец с рабочей стороны совпадал с нанесенной на трубе риской. Резиновое кольцо размещают около рабочего кольца муфты, которое затем с помощью конопатки вводят в коническую щель муфты

заподлицо с ее торцом. Одновременно на вторую трубу надевают другое резиновое кольцо, размещая его на расстоянии б от ее торца.

Далее с помощью монтажных приспособлений муфту продвигают в сторону стыкуемой трубы с одновременным закатыванием первого резинового кольца. По достижении муфтой на второй трубе риски б от ее торца в щель муфты вводят второе резиновое кольцо, благодаря чему обеспечивается необходимое конечное положение резиновых колец в стыке и его водонепроницаемость. Последовательность монтажа стыков труб с применением безбуртовых и однобуртовых муфт показана на рис. 19.10.

Безнапорные раструбные и муфтовые трубы соединяют с зазором между гладким концом трубы и поверхностью раструба, равным 10 и 15 мм для труб диаметром соответственно 700 и более 700 мм. Монтаж безнапорных трубопроводов из раструбных и муфтовых труб с уплотнением резиновыми кольцами ведут теми же методами, что и напорных. Заделку стыков пеньковой прядью производят путем конопатки раструба на половину его глубины двумя-тремя витками

просмоленной или битуминизированной пеньковой пряди с зачеканкой асбестоцементной смесью (30 % асбеста, 70 % цемента). Монтаж трубопровода из фальцевых безнапорных труб сопряжен с необходимостью заделки фальцевых стыков. Стыки труб диаметром более 1000 мм заделывают по всему периметру пеньковой прядью и затирают цементным раствором состава 1:1с устройством снаружи пояса из этого раствора.

Монтаж труб краном с помощью монтажной скобы ведут в такой последовательности: размечают положение трубы на основании; стропуют трубу и опускают ее в траншею; укладывают трубу на

основание и выверяют ее положение; конопатят смоляной прядью и заделывают цементным раствором; обертывают стык арматурной сеткой и смоноличивают его. Стыки труб диаметром 2000-4000 мм, укладываемых на бетонное и железобетонное основание, заделывают торкретом по арматурной сетке (см. рис. 24.34).

Общие положения. Малые водопропускные сооружения: мосты длиной до 25 м и трубы относятся к числу массовых объектов железнодорож­ного строительства. Количество малых водопропускных со­оружений на I км пути зависит от формы рельефа местности. Так, для железных дорог Урала и Восточной Сибири коли­чество малых мостов (числитель) и труб (знаменатель) состав­ляет: при равнинном рельефе - 0,1/0,24, при холмистом - 0,14/0,53, при горном рельефе - 0,21/0,9 штук/км, а доля их от общего числа водопропускных сооружений N: 26/58, 18/74,6 и 15,5/79,5% соответственно.

Таким образом, в сумме малые мосты и трубы составляют от 84 до 95% N. Возводят малые мосты и трубы по типовым проек­там из конструкций заводского изготовления. Наибольшее распространение в последние годы получили круглые сборные железобетонные трубы отверстиями 1,0, 1,5 и 2,0 м в одно- двух- и трехочковом исполнении; прямоугольные сборные железобетонные трубы отверстиями 1,0; 1,5; 2,0; 3,0, 4,0 м в одно- и двухочковом исполнении; прямоугольные бетонные трубы отверстиями 2, 3, 4, 5 и 6 м; гофрированные металлические трубы отверстиями 1,0; 1,5; 2,0 и 3,0 м.

Труба состоит из входного оголовка, тела трубы и выходного оголовка (рис. 9.4). И оголовки, и тело трубы монтируются из отдельных блоков. Фундаменты бывают трех типов. На прочных основаниях, например скальных, применяют фунда­менты I типа, состоящие только из лекальных блоков (для круг­лых труб) или плит (для прямоугольных труб). На сравнитель­но слабых основаниях устраивают фундаменты из монолитно­го бетона - III типа. В прочих условиях применяют фундаменты II типа, отличающиеся от фундаментов I типа до­полнительным нижним рядом прямоугольных блоков. Фунда­мент под оголовками устраивают на большую глубину. Труба состоит из звеньев длиной 1 м и блоков оголовков. Масса мон­тажных элементов типовых железобетонных труб: блоков фун­даментов 0,75…4 т, звеньев круглых 0,9…4,2 т, прямоугольных 3,5…10,3 т, частей оголовков 2,4…6,9 т. Фундаментные блоки ук­ладываются краном на слой щебеночной (песчано-гравийной) подготовки толщиной 0,10…0,20 м.

Рис. 9.4. Сборные железнобетонные трубы:

а - круглая; б - прямоугольная; / - портальная стенка оголовка; 2 - звенья; 3 - коническое звено; 4 - откосное крыло оголовка; 5 - фунда­ментные плиты оголовка; 6 - щебеночная подготовка; 7 - блоки фунда­мента; 8 - лекальные блоки; 9 - плиты фундамента; 10 - лоток

Металлические бесфундаменптые трубы монтируют из гоф­рированных элементов заводского изготовления, выпускаемых в обычном и северном исполнении. Элементы из стали толщиной 1,5…2,5 мм имеют гофры (гребни) высотой 32,5 мм с шагом 130,0 мм. С помощью болтов элементы объединяют в звенья. Для защиты от коррозии элементы труб покрывают слоем цин­ка и специальными битумными мастиками или полимерными эмалями. Укладывают трубы на песчаную или песчано-гравийную подушку толщиной не менее 0,40 м с размером частиц не крупнее 50 мм. Гофрированные трубы устраиваются, как пра­вило, без оголовков. На концевых участках трубы устраивают противофильтрационные подрусловые экраны - водонепрони­цаемые перемычки из глинистого грунта, глинощебня, бетона и других материалов.

Комплекс работ по строительству водопропускных труб включает: подготовительные работы, устройство котлованов, подготовку оснований под фундаменты, устройство фундаментов, монтаж тела труб, гидроизоляцию. До начала сооружения труб проектная организация должна закрепить в натуре и сдать по акту строительной организации в присутствии заказчика точку пересече­ния оси насыпи и продольной оси трубы, необходимое количество створных знаков, закрепляющих продольную осб трубы и высотный репер (рис. 9.5), расчистить и спланировать строитель­ную площадку, устроить водоотводы и подъезды, завести и раз­местить материалы по заранее разработанному и вычерченному в масштабе 1:500 или 1:200 плану строительной площадки. План строительной площадки (рис. 9.6) составляют на основе решений, принятых в типовом проекте производства работ.

Рис. 9.5. Схема закрепления местоположения трубы на трассе:

1 – выносные столбы (колья); 2 – точка и сторожок с надписью «ось», «пикет» и «плюс»; 3 – репер

Рис. 9.6. План строительной площадки при сооружении прямоугольной трубы:

1 – звенья тела трубы и оголовков; 2 – блоки откосных крыльев; 3 – фундаментные плиты; 4 – ящик с цементом; 5 – бак с водой; 6 – песок; 7 – щебень; 8 – бетономешалка; 9 – электростанция; 10 – вагончик для хранения инструмента; I СТ, II СТ, III CT – места стоянки крана при ведении монтажных работ; α min , α max – минимальный и максимальный углы поворота стрелы крана при монтаже звеньев тела трубы; l стрелы – максимальный вылет стрелы, при котором возможна установка звеньев тела трубы

От оси трубы намечают и закрепляют металлическими колья­ми контур котлована. В зависимости от объемов работ, характе­ра грунтов, формы котлована и других местных условий разра­ботку грунтов в котловане предусматривают: бульдозерами, гидравлическими экскаваторами обратная лопата с ковшом ем­костью 0,15…0,65 м 3 или кранами с грейферным оборудованием. При рытье котлованов под водой и в неустойчивых водонасыщенных грунтах устраивают грунтовые перемычки, бездонные ящики или шпунтовые ограждения с водоотливом. Верх шпун­тового ограждения должен быть на 0,2…0,4 м выше максималь­ного уровня грунтовых вод, а для русловых опор - на 0,7 м выше принятого рабочего горизонта воды в реке. Зимой при ес­тественном замораживании грунтов допускается разработка кот­лованов глубиной до 4 м без крепления. Котлованы разрабаты­ваются с недобором до проектных отметок на 10…20 см. Окончательную зачистку дна котлована производят вручную непосредственно перед монтажом фундамента. Котлованы длиной более 20 м в неустойчивых грунтах и при наличии грунтовых вод разрабатывают посекционно. Дно котлована в продольном направлении под блочный фундамент трубы планируют по дуге окружности. При этом величина строительного подъема зависит от вида грунта и высоты насыпи. Строительный подъем по оси насыпи для оснований из супеси, суглинка и глин принимается равным 1/40, а при песчаных и гравийных грунтах - 1/80 высоты насыпи. После приемки котлована устраивается щебеночная подготовка. Щебень завозят автосамосвалами и выгружают в бадьи, а затем краном в котлован слоем толщиной 10 см и уп­лотняют пневмотрамбовками. Отметки верха щебня проверяют нивелиром. Разравнивают щебень вручную лопатами.

Монтаж железобетонных труб. До начала монтажных работ на расстоянии I м от котлована устраивают обноску из досок и брусьев, обозначая на ней ось трубы, контуры фундамента и другие размеры.

Монтаж труб начинают с монтажа фундамента в направле­нии от выходного к входному оголовку. Вначале укладывают краном нижний ряд блоков фундамента оголовков до уровня подошвы фундамента тела трубы. Затем заполняют песчано-гравийной смесью и заливают цементным раствором скосы мелкой части котлована с более глубокой. Блоки верхней части фундамента укладывают рядами. При секционной разработке котлована монтаж фундамента ведут на всю высоту в пределах секции. Очищенные от грязи блоки укладывают на слой цемен­тного раствора марки не ниже 150 толщиной 1…2 см. Отклоне­ние в рядах по высоте не должны превышать 5 мм. Вертикаль­ные швы между блоками заливаются раствором. В процессе монтажа проверяют горизонтальность рядов в пределах секции и уклон трубы. Засыпку пазух котлована производят после приемки фундамента. Засыпку ведут слоями толщиной 15…20 см с тщательным уплотнением грунта в каждом слое электротрам­бовками. Монтаж фундаментов труб на косогорных участках производится секциями длиной по 3…4 м, начиная с фундамента выходного оголовка

Монтаж оголовков и тела трубы начинают с выходного ого­ловка. Вначале устанавливают блоки оголовка. При установке портальных стенок и откосных крыльев оголовка используются расчалки или инвентарные подкосы. Затем монтируют звенья трубы, используя специальные хомуты или скобы. Круглые зве­нья устанавливают на лекальные блоки. Для обеспечения необ­ходимого зазора 2 см звенья укладывают на деревянные клинья. Раствор с осадкой конуса 11…13 см сначала укладывают и уплот­няют с одной стороны звена, добиваясь появления его с другой стороны. Недостающее количество раствора дополняют.

При укладке звеньев прямоугольных труб необходимо обес­печить их плотное опирание на фундаментные плиты. Нельзя подбивать или подклинивать звенья щебнем. Это может приве­сти к повреждению и даже к разрушению звеньев. Между звень­ями труб оставляют швы шириной 1 см, а между секциями (3…4 звена) - 3 см. Мешающие монтажные петли срезают авто­геном. Срубать и загибать петли запрещается.

Швы между звеньями заполняют паклей, пропитанной биту­мом (рис. 9.7). А затем все швы, кроме деформационных, с внут­ренней стороны заполняют цементным раствором марки 300. С наружной стороны их заливают битумом. Перед гидроизоля­цией производится очистка поверхности трубы.

В качестве оклеенной гидроизоляции применяют ткань, пропи­танную битумом, или стеклосетку, два слоя которой укладыва­ют на слой горячей битумной мастики и ею же покрывают уло­женные слои сверху.

Обмазочная гидроизоляция состоит из двух слоев горячей или холодной битумной мастики толщиной 1,5…3 мм. Ее наносят на загрунтованную лаком поверхность трубы. При производстве ра­бот в зимнее время применяют внутренний обогрев трубы. Торцы трубы закрывают щитами, а ее наружную поверхность утепляют.

Рис. 9.7. Оклеенная и обмазочная гидроизоляция:

а - шов нал звеньями труб; б - межсекционный шов труб на фундамен­тах; 1 - звено; 2 - оклеенная изоляция звена; 3 - битумная мастика; 4 - обмазка; 5 - пакля; 6 - расшивка швов

Смонтированную трубу засыпают грунтом. Высота засыпки должна быть на 0,5 м выше трубы, а ширина поверху - рав­няться ширине блока трубы, крутизна откосов не круче 1:1. За­сыпку ведут слоями с уплотнением грунта электротрамбовками и катками на пневмошинах. В зимнее время толщину засыпки над трубой увеличивают до 1 м и ведут ее талым, а лучше дрени­рующим грунтом. При этом следят, чтобы в грунт засыпки не попали крупные камни, мерзлые комья грунта, льдины и снег.

Укрепительные и отделочные работы производят после от­сыпки земляного полотна до проектных отметок в соответствии с проектом.

Работы по монтажу трубы ведет поточным способом комплек­сная бригада, состоящая из трех звеньев по 4 человека. Первое звено выполняет подготовительные и земляные работы, второе - монтажные, третье - гидроизоляционные и засыпку трубы грун­том. Члены бригады должны владеть несколькими профессиями.

Средства механизации - бульдозеры, самоходные стреловые краны грузоподъемностью до 15 т, бетоносмесители вместимос­тью до 100 л, передвижные электростанции мощностью до 8 кВт, автомобили, насосные установки, передвижные агрегаты для ра­зогрева битума, вибраторы и электротрамбовки, катки и др.

Монтаж металлических водопропускных труб. По спланированному и зачищенному дну котлована отсыпа­ют и уплотняют песчаную подушку шириной на 1 м превышаю­щей диаметр трубы и толщиной не менее 0,4 м (рис. 9.8). Песок из автосамосвалов выгружают в котлован, планируют бульдозе­ром и уплотняют катками или гружеными автосамосвалами.

Рис. 9.8. Отсыпка подушки под металлическую трубу:

а - в два этапа; 6 - с предварительным устройством ложа; в - с отсыпкой нулевого слоя; 1 - часть подушки, отсыпанная до укладки трубы; 2 - то же после укладки; 3 - нулевой слой

В процессе сооружения подушки устраивают необходимый строительный подъем лотка трубы. После устройства основания устраивают противофильтрационные экраны под крайними зве­ньями трубы длиной 2,8 м. Толщина и ширина экранов должны соответствовать размерам подушки. Для образования экранов основание под крайними звеньями разрыхляют, добавляют це­мент, тщательно перемешивают и уплотняют вручную трамбов­ками. Затем производят окончательную планировку основания и, пользуясь обноской, натягивают по оси трубы шнур.

Монтируют трубу из отдельных элементов или после предва­рительной сборки секций, которые собирают либо на централизо­ванной сборочной базе, либо на месте строительства трубы. Дли­на секций определяется возможностями имеющегося в наличии транспорта. При погрузке и разгрузке элементов и секций трубы пользуются пеньковыми канатами, а при стальных стропах - прокладками из брезента, предотвращающими повреждения по­крытия. Запрещается цеплять элементы крюками стропов через имеющиеся отверстия, сбрасывать с высоты пакеты и секции. При сборке трубы из отдельных элементов, имеющих три стандартных элемента в звене, сначала укладывают по оси трубы нижние элементы на длину секции или трубы, соеди­няя их 3…4 болтами. Продоль­ные швы четных звеньев долж­ны находиться на одной линии, а нечетных - на другой (рис. 9.9). Затем монтируют два других элемента звена также на 3…4 болта по середине продольного шва. Центровку отверстий выполняют с помощью ло­миков, вставляя их в рядом расположенные отверстия. Через три звена от собираемого ставят и затягивают все болты. При сборке труб большого диаметра для временного крепления эле­ментов применяют поперечные стяжки.

Рис. 9.9. Размещение стыков элементов 1…6 трубы

При предварительной сборке секций из звеньев элементы ус­танавливают в вертикальные положения и соединяют между собой 3…4 болтами. Собранные звенья соединяют по три, а трехзвенные секции связывают одним промежуточным звеном, получая одну семизвенную монтажную секцию или плеть. Сек­ции трубы краном устанавливают на спрофилированное осно­вание на деревянные подкладки так, чтобы продольные швы соединяемых торцов секций имели одинаковый нахлест и были расположены на одном уровне. Расстояние между торцами сек­ций должно быть равно полезной ширине элемента - 910 мм. Затем секции соединяют между собой стандартными соедини­тельными элементами. Стыки выполняют в нахлестку так же, как при объединении звеньев.

Для придания жесткости по концам трубы устанавливают окаймляющие уголки 40x40x4 мм длиной 4,7 м, которые кре­пятся к звеньям с помощью болтов.

По завершении проверки качества монтажных работ и очис­тки поверхности трубы производится дополнительное гидро­изоляционное покрытие из битумных мастик. На покрытие 1 м 2 поверхности расходуется 0,3…0,4 кг битумного лака и 2…3 кг ма­стики. Грунтовку лаком производят краскораспылителем, избегая сгустков, подтеков и пузырей. Не позднее суток нано­сят слой битумной мастики толщиной 2 мм при помощи пере­движной битумной установки. Качество гидроизоляционных работ оформляется актом. После устранения недостатков, но не позднее трех суток производится засыпка трубы грунтом. За­сыпку гофрированных металлических труб производят песча­ным и крупноблочным грунтом с размером частиц до 50 мм. Засыпку на высоту 0,5 м над верхом трубы делают одновремен­но с обеих сторон одинаковыми слоями с тщательным уплот­нением каждого слоя. Уплотняют грунт машиной виброудар­ного действия. Для лучшего уплотнения грунта вблизи трубы отсыпку ведут наклонными слоями (рис. 9.10). При высоте засыпки над верхом трубы 0,5 м нагрузка от машин, проходящих над трубой, не должна превышать 98 кН, при высоте засыпки 0,8 м - 108…196 кН.

Нормативное время на сборку секций из отдельных элементов - 4,8 чел.-ч на 1 м трубы, на укладку секций на деревянные про­кладки - 1,26 чел.-ч на 1 секцию, на сборку трубы из секций - 6,5 чел.-ч на 1 стык, на установку окаймляющего уголка - 1,4 чел.-ч на 1 оголовок, на устройство дополнительного защитного слоя битум­ной мастикой - 0,3 чел.-ч на 1 м 2 поверхности трубы, на устрой­ство противофильтрационного экрана - 0,99 чел.-ч на 1 м 3 (Е5-3).

Для устройства одной трубы диаметром 1,5 м и длиной 26,5 м потребуется 7 ч, включая разбивочные и подготовительные работы.

Рис. 9.10. Засыпка металлической трубы наклонными слоями и уплотнение:

1 - труба; 2 - линия наибольшего приближения к трубе; 3 - виброудар­ная машина; 4 - пулевой слой